能源变局 特高压输电建设方兴未艾
作者:电气中国 马 喆 发布时间:2013/11/15 16:09:11

        近年来,随着社会经济的发展全球能源供需矛盾日益突出,化石能源开发规模不断扩大,新兴能源利用持续快速推进,能源结构多元化趋势明显,能源战略转型迫在眉睫。能源布局的变化深刻影响着现代电网的形态和功能,作为电网智能化发展的重要物理基础,特高压输电工程在构建国家级电网及跨地区、跨国能源通道以及新兴能源可持续发展中的作用日渐凸显。

        我国76%的煤炭资源分布在北部和西北部;80%的水能资源分布在西南部;绝大部分陆地风能、太阳能资源分布在西北部。与能源资源区域分布相左,70%以上的能源需求却集中在东中部,能源基地与能源消费中心相距甚远。而受煤炭运输问题、环境容量问题等种种制约,在能源消费中心大规模开展电源建设几难如愿。能源资源和生产力布局不均衡,优化能源资源配置,解决远距离输送电力问题是能源结构转型的关键一环。

        国家能源局资料显示,目前我国长距离输电主要依靠500千伏的超高压交流电网,通过电网转换配置的煤炭、水能、核能和新能源总量为16亿吨标准煤,约占一次能源生产总量的50%。2012年,全社会用电量累计达49591亿千瓦时,通过国家电力市场交易的跨区电量9240亿千瓦时,仅为全社会用电量的18.6%,建设特高压输电线路,提高电网远距离输电能力已是当务之急。

        特高压输电可长距离、大容量、低损耗地输送电力。据测算,±800千伏直流特高压的输电能力达到700万千瓦,是±500千伏超高压直流线路输电能力的2.4倍。1000千伏交流特高压输电线路的输电能力超过500万千瓦,接近500千伏超高压交流输电线路的5倍,且同等条件下1000千伏交流线路的电阻损耗仅为500千伏线路的四分之一。

        特高压输电不仅可有效延长送电距离,提高输送容量,减少输电损耗,实现更大范围的资源优化配置,而且可大幅度降低输电成本,具备良好的经济效益。

        我们不妨来算一笔经济账,目前西部、北部地区电煤价格为200元/吨标准煤,煤炭从当地装车,用火车、汽车运送到秦皇岛港,再通过海运、公路运输到华东地区,电煤价格则增至1000多元/吨标准煤。折算后每千瓦时电仅燃料成本就达到0.3元左右。而在煤炭产区建火力电站,燃料成本仅0.09元/千瓦时。产地电站的电力通过特高压输送到中东部能源消费中心,除去输电环节的费用后,到网电价仍低于当地煤电平均上网电价0.06~0.13元/千瓦时,极具成本优势。

        更加令人振奋的是,特高压输电工程在很大程度上可解决当前可再生能源的大规模并网消纳问题,助推新兴能源的持续发展和能源结构的调整转型。

        伴随着经济的高速发展,我国迅速增长的能源消费和二氧化碳排放量受到普遍关注,由此引发的环境问题也日益严峻,长久以来以煤炭为主的能源消费结构难以为继,开发清洁能源,调整能源结构、探索能源组合的战略性转变已是大势所趋。

        能源结构多元化、气候环境变化迫使我们改变固守化石能源核心的传统传输模式,开拓涵盖化石能源和可再生能源电力的现代电网体系,构建可大范围调配电力能源的输配电电网,突破新兴清洁能源应用瓶颈,解决风电、光电消纳问题,实现可再生能源的规模化利用。

        火力电源的口粮——煤炭可直接运输,而水电、风电等能源资源则无法直接搬运,只能就地取材转化成电力输送应用。随着我国能源战略西移,大型能源基地与能源消费中心的距离越来越远,西部地区蕴藏的大量水能、风能、太阳能等资源得不到有效利用,新兴、清洁能源难有用武之地。

        特高压输电的应用,为可再生能源的大范围、规模化利用提供了基础支撑。仅以风电开发为例,大规模风电消纳一直都是世界性难题。我国风力资源主要集中在“三北”地区,资源地消纳空间有限同时又远离电能消费的负荷中心,风电消纳问题极为突出。作为继煤电、水电之后的第三大电源,我国风电累计装机容量7532万千瓦,位居世界第一,但风机并网仅6230万千瓦。风力资源过度集中造成利用率不足,大规模弃风限电现象严重制约了风电的可持续发展。据测算,如果风电仅在省内消纳,2020年全国可开发的风电规模约5000万千瓦。而通过特高压跨区联网输送扩大清洁能源的消纳能力,全国风电开发规模则可达1亿千瓦以上。风电的进一步发展,客观上需要扩大其消纳范围,构建大容量、远距离的能源输送通道。发展特高压输电,是大规模消纳利用风力资源的战略选择。

        特高压输电在扩大清洁能源发电消纳范围、提高可再生能源开发利用率,降低输电成本、实现能源资源的大范围优化配置、促进区域经济协调发展等方面发挥着关键性作用。国家电网公司在“十二五”规划中即明确提出,建设联接大型能源基地与主要负荷中心的“三纵三横”特高压骨干网架和包括10项特高压直流输电工程在内的13项直流输电工程,形成大规模“西电东送”、“北电南送”的能源配置格局。

        随着世界首条1000千伏同塔双回特高压交流工程——皖电东送工程正式投运,至9月底,我国已建成2项1000千伏交流和2项±800千伏直流特高压输电线路。为构筑特高压输电骨干网架,大规模的特高压输电线路建设方兴未艾,而这将又成为带动新兴能源产业、电气设备制造业等工业产业乃至科技创新发展的巨大引擎,内蕴无限商机。